《电机学》教学大纲

《电机学》教学大纲

一、课程编号：0501043

二、课程名称：电机学（Electro Mechanics）

三、学分、学时：2 5学分、32学时+12学时(课内实验)

四、教学对象：

五、开课单位：电气工程学院

六、先修课程：数学、物理、电路

七、课程性质、作用、教学目标（含知识、能力、素质的要求）：

必修课；《电机学》是本专业的一门主要技术基础课，为了培养学生成为电工技术领域中的高级技术人才，电机学主要讲述变压器、异步电动机、直流电机等三类电机的结构，工作原理及其起动、调速、运行等方面的内容，通过本课程的学习,使学生获得电机的基本理论

知识,基本分析方法和基本实验技能,为进一步学习专业课和从事专业工作打下坚实的基础。

八、教学内容与基本要求：

第一章绪论

了解课程的主要内容和电机在国民经济各行各业中的作用，明确《电机学》课程在电气工程及其自动化专业中的地位，从而明确学习目的；了解本课程的性质、任务、特点和电机理论的一般分析方法，了解电机的分类、主要作用；熟练掌握电机常用的电磁定律。

重点：电机常用的电磁定律；磁路和电路的类比；本课程的性质、一般分析方法

难点：常用的电磁定律在电机中的应用

第一篇变压器

第二章变压器的基本作用原理与理论分析

教学内容：

变压器的主要类型，变压器的结构，变压器的额定值。

变压器的空载运行：电磁物理现象，参考方向，感应电动势，变比，励磁电流，漏抗，电路方程，等效电路，相量图。

变压器的负载运行：电磁物理现象，基本方程式，归算，等效电路，相量图，简化等效电路。

参数测定方法与计算：空载试验、短路试验。

变压器的运行性能：电压变化率、效率。

基本要求与教学目的：

通过本章的学习，掌握变压器运行时各物理量之间的关系和变比的定义；熟悉空载电流的作用、大小、性质、波形和影响因素，知道变压器折算的目的、原则和方法，熟练掌握变压器的基本方程式组、等效电路和相量图；最后要掌握变压器空载实验、短路实验的目的、接线和方法，并会进行参数计算，了解标幺值的概念和变压器的运行特性。

重点：

本章为变压器理论的核心，也是学生用电磁理论分析电机的起步阶段，其分析方法具有普遍性，因而本章内容基本上都属重点，它既是变压器的重点，也是整个电机学的重点。必须熟练掌握。

相对来说，通过电动势平衡，磁动势平衡分析，绕组折算，推导出变压器的等效电路，这是变压器的理论基础，应重点掌握。应掌握变压器的参数测量方法，了解电压调整率及变压器的效率。

难点：

负载运行的电磁关系、磁动势平衡方程、折算

第三章三相变压器及运行

教学内容：

三相变压器的磁路：三相变压器组与芯式三相变压器，三相变压器磁路结构的特点。

三相变压器的联接组。

三次谐波磁通及其电动势，绕组连接法及磁路对电动势波形的影响。

变压器并联运行。

变压器不对称运行。

自耦变压器，三绕组变压器，电压互感器，电流互感器。变压器空载合闸，暂态短路及过电

压。

基本要求与教学目的：

本章研究三相变压器的特点。通过本章的学习，首先要了解三相变压器芯式和组式两种磁路

结构的特点，掌握变压器极性和连接组别的概念和测定方法，并能根据接线图画出相量图，

判断组别号；其次要知道变压器并联运行的条件和某一条件不满足时的后果。

重点：

三相变压器联接组、理想并联运行的条件

难点：

三相变压器联接组、变压器励磁电流波形及电动势波形

第四章三相变压器的不对称运行及瞬变过程

教学内容：

对称分量法，各序电抗，Y,Yn连接的单相运行，突然短路，空载合闸

基本要求与教学目的：

掌握对称分量法，了解各序电抗，Y,Yn连接的单相运行，搞清楚突然短路，空载合闸的分析

方法。

重点：

对称分量法，空载合闸

难点：

零序阻抗及其等效电路，Y,Yn连接的单相运行

第五章电力系统中的特种变压器

教学内容：

三绕组变压器：结构特点，等效电路

自耦变压器

电流互感器与电压互感器

基本要求与教学目的：

通过本章学习，主要熟悉三绕组变压器、自耦变压器和互感器的结构特点、参数特点和适用范围。

重点：三绕组变压器、自耦变压器和互感器的特点和适用范围

难点：自耦变压器功率传输的特点

第二篇交流电机的共同理论

第六章交流电机的绕组及其电动势

教学内容：

旋转电机的基本作用原理，交流绕组的常用术语，绕组展开图，绕组的感应电动势，绕组系数，谐波电动势及其削弱

基本要求与教学目的：

交流电机的绕组及其电动势与磁动势是交流电机的公共理论部分。通过本章及下一章的学习，首先要掌握交流电机的基本工作原理和特点，其次了解交流绕组的术语，认识展开图，懂

得三相绕组空间对称的道理，掌握相电动势有效值公式，知道其中各物理量的物理意义，了解消除、削弱电动势高次谐波的方法；最后要掌握单相脉动磁动势和三相旋转磁动势的性质和特点，了解时、空相量和时、空相量图。

重点：

交流电机的基本工作原理、相电动势公式

难点：

绕组的术语、各部分的电动势

第七章交流电机的绕组及磁动势

教学内容：

单相绕组的磁动势，对称三相电流流过对称三相绕组的磁动势，不对称三相电流流过对称三相绕组的磁动势

基本要求与教学目的：

见上一章

重点：

脉振磁动势、三相旋转磁动势的特点，三相绕组磁动势的计算

难点：

三相旋转磁动势的特点，电机磁动势的时间、空间概念

第八章电机的发热和冷却

介绍电机中发热与冷却过程，要求学生了解电机中常用绝缘材料，了解电机额定容量及发热和冷却的基本概念

第三篇异步电机

第九章异步电动机的理论分析与工作特性